内容正文:
第五节 二次函数的应用
考点一 二次函数的实际应用
1.利用二次函数解决实际问题的一般步骤
(1)审:审清题意,理解问题;
(2)找:分析问题中的变量和常量以及它们之间的关系;
(3)列:用函数解析式表示它们之间的关系(建立数学模型);
(4)解:用数学方法求解;
(5)验:检验结果的合理性;
(6)答:写出问题的答案.
2.常见题型
(1)最值问题:在日常生活中,经常遇到求某种图形的最大面积、获取最大经济利润、怎样最节省开支等问题,利用二次函数的图象和性质,便可以解决这类问题,这就需要把这类问题转化为求二次函数的最值问题.解决该类问题的一般步骤为:
(ⅰ)找:找题目中的数量关系;
(ⅱ)列:列出函数关系式;
(ⅲ)求:利用配方法将表达式化为 y=a(x-h)2+k 的形式或利用公式法确定最值.
(2)抛物线形问题:在实际生活中常遇到以下抛物线形问题:拱形桥洞、涵洞、隧道、拱形门、球类的运动路线、跳水运动员的跳水路线等,对此类问题要正确地建立模型,选择合理的位置建立平面直角坐标系,用待定系数法确定函数表达式,进而解决问题.
考点二 二次函数的综合应用
二次函数的综合题多与一元二次方程、不等式、几何知识综合在一起,考查较多的是面积问题、动点问题、存在性问题,难度大、综合性强.
1.一名男同学推铅球时,铅球行进中离地的高度y(m)与水平距离x(m)之间的关系式是y=-x2+x+,那么铅球推出后落地时距出手地的距离是( )
A. m B.4 m C.8 m D.10 m
2.(青岛版九下P50例1改编)如图,小明的父亲想用长为60米的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的菜园.已知房屋外墙长40米,则可围成的菜园的最大面积是________平方米.
3.(人教版九上P52T8改编)某酒店有A、B两种客房,其中A种24间,B种20间.若全部入住,一天营业额为7 200元;若A、B两种客房均有10间入住,一天营业额为3 200元.
(1)求A、B两种客房每间定价分别是多少元?
(2)酒店对A种客房调研发现:如果客房不调价,房间可全部住满;如果每个房间定价每增加10元,就会有一个房间空闲,当A种客房每间定价为多少元时,A种客房一天的营业额W最大,最大营业额为多少元?
命题点1 二次函数的实际应用
【典例1】 (2024·济宁)某商场以每件80元的价格购进一种商品,在一段时间内,销售量y(单位:件)与销售单价x(单位:元/件)之间是一次函数关系,其部分图象如图所示.
(1)求这段时间内y与x之间的函数解析式;
(2)在这段时间内,若销售单价不低于100元,且商场还要完成不少于220件的销售任务,当销售单价为多少时,商场获得利润最大?最大利润是多少?
[听课记录]
[对点演练]
1.(2023·临沂)综合与实践:
问题情境
小莹妈妈的花卉超市以15元/盆的价格新购进了某种盆栽花卉,为了确定售价,小莹帮妈妈调查了附近A,B,C,D,E五家花卉店近期该种盆栽花卉的售价与日销售量情况,记录如下:
售价(元/盆) 日销售量(盆)
A 20 50
B 30 30
C 18 54
D 22 46
E 26 38
数据整理:
(1)请将以上调查数据按照一定顺序重新整理,填写在下表中:
售价(元/盆)
____
____
____
____
____
日销售量(盆)
____
____
____
____
____
模型建立
(2)分析数据的变化规律,找出日销售量与售价间的关系.
拓广应用
(3)根据以上信息,小莹妈妈在销售该种花卉中,
①要想每天获得400元的利润,应如何定价?
②售价定为多少时,每天能够获得最大利润?
2.(2023·菏泽)某学校为美化学校环境,打造绿色校园,决定用篱笆围成一个一面靠墙(墙足够长)的矩形花园,用一道篱笆把花园分为A,B两块(如图所示),花园里种满牡丹和芍药.学校已定购篱笆120米.
(1)设计一个使花园面积最大的方案,并求出其最大面积;
(2)在花园面积最大的条件下,A,B两块内分别种植牡丹和芍药,每平方米种植2株,已知牡丹每株售价25元,芍药每株售价15元,学校计划购买费用不超过5万元,求最多可以购买多少株牡丹?
命题点2 二次函数的综合应用
【典例2】 (2024·山东)在平面直角坐标系xOy中,点P(2,-3)在二次函数y=ax2+bx-3(a>0)的图象上,记该二次函数图象的对称轴为直线x=m.
(1)求m的值;
(2)若点Q(m,-4)在y=ax2+bx-3的图象上,将该二次函数的图象向上平移5个单位长度,得到新的二次函数的图象.当0≤x≤4时,求新的二次函数的最大值与最小值的和;
(3)设y=ax2+bx-3的图象与x轴交点为(x1,0),(x2,0)(x1<x2).若4<x2-x1<6,求a的取值范围.
[听课记录]
[对点演练]
3.(2024·济宁)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过(0,-3),(-b,c)两点,其中a,b,c为常数,且ab>0.
(1)求a,c的值;
(2)若该二次函数的最小值是-4,且它的图象与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
①求该二次函数的解析式,并直接写出点A,B的坐标;
②如图,在y轴左侧该二次函数的图象上有一动点P,过点P作x轴的垂线,垂足为D,与直线AC交于点E,连接PC,CB,BE.是否存在点P,使=?若存在,求此时点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
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第五节 二次函数的应用
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1.D 2.450
3.解:(1)设A种客房每间定价是x元,B种客房每间定价是y元,
∴∴
答:A、B两种客房每间定价分别是200元、120元.
(2)由题意,设A种客房每间定价为m元,
∴W=m(m-220)2+4 840.
∵-<0,
∴当m=220时,W取最大值,最大值为4 840.
答:当A种客房每间定价为220元时,A种客房一天的营业额W最大,最大营业额为4 840元.
考点突破 对点演练
典例1 解:(1)由题意,设一次函数的解析式为y=kx+b,
又过(100,300),(120,200),
∴∴
∴所求函数解析式为y=-5x+800.
(2)由题意得,
∴100≤x≤116.
∵商场获得的利润为(x-80)(-5x+800)
=-5x2+1 200x-64 000
=-5(x-120)2+8 000,
又-5<0,100≤x≤116,
∴当x=116时,利润最大,最大值为7 920.
答:当销售单价为116元/件时,商场获得利润最大,最大利润是7 920元.
对点演练
1.解:(1)根据销售单价从小到大排列得下表:
售价(元/盆)
18
20
22
26
30
日销售量(盆)
54
50
46
38
30
(2)观察表格可知日销售量是售价的一次函数.
设日销售量为y盆,售价为x元,y=kx+b,
把(18,54),(20,50)代入得,解得
∴y=-2x+90.
(3)①∵每天获得400元的利润,
∴(x-15)(-2x+90)=400,解得x=25或x=35,
∴要想每天获得400元的利润,定价为25元或35元.
②设每天获得的利润为w元,
根据题意得w=(x-15)(-2x+90)=-2x2+120x-1 350=-2(x-30)2+450,
∵-2<0,
∴当x=30时,w取最大值450,
∴售价定为30元时,每天能够获得最大利润450元.
2.解:(1)设垂直于墙的边为x米,围成的矩形面积为S平方米,则平行于墙的边为(120-3x)米,
根据题意得,S=x(120-3x)=-3x2+120x=-3(x-20)2+1 200,
∵-3<0,
∴当x=20时,S取最大值1 200,
∴120-3x=120-3×20=60,
∴垂直于墙的边为20米,平行于墙的边为60米,花园面积最大为1 200平方米.
(2)设购买牡丹m株,则购买芍药1 200×2-m=(2 400-m)株,
∵学校计划购买费用不超过5万元,
∴25m+15(2 400-m)≤50 000,
解得m≤1 400,
∴最多可以购买1 400株牡丹.
典例2 解:(1)∵点P(2,-3)在二次函数y=ax2+bx-3(a>0)的图象上,
∴4a+2b-3=-3,
解得b=-2a,
∴抛物线为y=ax2-2ax-3,
∴抛物线的对称轴为直线x=-=1,
∴m=1.
(2)∵点Q(1,-4)在y=ax2-2ax-3的图象上,
∴a-2a-3=-4,
解得a=1,
∴抛物线为y=x2-2x-3=(x-1)2-4,
将该二次函数的图象向上平移5个单位长度,得到新的二次函数为:
y=(x-1)2-4+5=(x-1)2+1,
∵0≤x≤4,
∴当x=1时,函数有最小值为1,
当x=4时,函数有最大值为(4-1)2+1=10,
∴新的二次函数的最大值与最小值的和为11.
(3)∵y=ax2-2ax-3的图象与x轴交点为(x1,0),(x2,0)(x1<x2),
∴x1+x2=2,x1·x2=-,
∵x2-x1=,
∴x2-x1=,
∵4<x2-x1<6,
∴4<2<6,即2<<3,
解得<a<1.
对点演练
3.解:(1)∵函数过(0,-3),(-b,c),
∴c=-3,ab2-b2+c=c,
∴(a-1)b2=0,
∵ab>0,
∴a≠0,b≠0,
∴a-1=0,
∴a=1.
(2)①由(1)知该函数的解析式为:y=x2+bx-3=,
∵a=1>0,
∴当x=-时,函数最小值为y=-,
∵二次函数最小值为-4,
∴-=-4,
解得b=±2,
∵ab>0,
∴b=2,
∴二次函数解析式为y=x2+2x-3,
令y=0,则x2+2x-3=0,
解得x1=-3,x2=1,
∴点A坐标(-3,0),点B坐标(1,0).
②Ⅰ,当点P在点A右侧时,如图,过B作BF⊥AC于点F,过P作PG⊥AC于点G,
∵A(-3,0),C(0,-3),B(1,0),
∴OA=OC=3,OB=1,
∴AB=OA+OB=4,AC=3,
∵S△ABC=BF·AC,
∴BF=,
∵△PCE和△BCE都是以CE为底的三角形,
∴,
∴PG=,
过P作PH∥AC交y轴于点H,过C作CK⊥PH,则CK=PG=,
∵OA=OC,
∴∠OCA=45°,
∴∠CHK=45°,
∴CH=,
∴OH=,
∴点H坐标,
∴直线PH解析式为y=-x-,
联立方程组可得
解得
∴P点坐标为或.
Ⅱ,当点P在点A左侧时,过P作PH∥AC交y轴于点H,
同第一种情况的方法可得H,
∴直线PH解析式为y=-x-,
联立方程组得
解得(舍),
∴P点坐标为.
综上,P点坐标为或或.
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